【手続補正書】
【提出日】平成17年12月15日(2005.12.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】 複数の光電変換画素と、
前記複数の光電変換画素からの信号を受ける複数の電圧フォロア回路を有し、
前記複数の光電変換画素のうちの最大値信号又は最小値信号と、前記複数の光電変換画素の各個別信号と、を前記電圧フォロア回路により出力線に出力する信号出力手段と、
前記個別信号の前記出力線への出力と前記最大値信号又は前記最小値信号の前記出力線への出力とを切り替える駆動手段と、
を有することを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】 前記複数の電圧フォロワ回路の出力部と前記出力線との間に複数のスイッチ手段を有し、前記複数のスイッチ手段は前記駆動手段によって制御されることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】 前記駆動手段は、前記複数の電圧フォロワ回路の出力部を出力線に共通接続することにより、前記最大値信号又は前記最小値信号を前記出力線に出力し、前記複数の電圧フォロワ回路の出力部を順次前記出力線に接続することにより、前記個別信号を前記出力線に順次出力するよう制御することを特徴とする請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項４】 前記電圧フォロア回路の出力部はソースフォロア回路で構成され、
前記最大値信号を出力する前記ソースフォロワ回路は、ｎ型のＭＯＳトランジスタで構成され、前記最小値信号を出力する前記ソースフォロワ回路は、ｐ型のＭＯＳトランジスタで構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の信号処理装置。
【請求項５】 前記電圧フォロア回路の出力部はソースフォロア回路で構成され、前記駆動手段は、前記最大値信号出力時又は前記最小値信号出力時には、それぞれ前記ソースフォロワ回路の定電流源をオフさせると共に前記出力線に設けられた定電流源をオンさせ、
前記個別信号出力時には、それぞれ前記ソースフォロワ回路の定電流源をオンさせると共に前記出力線に設けられた定電流源をオフさせることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の信号処理装置。
【請求項６】 前記電圧フォロワ回路の前段には、ノイズ除去手段を有し、
前記ノイズ除去手段は前記光電変換画素のノイズ成分レベル及び前記電圧フォロワ回路のオフセットレベルを除去することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の信号処理装置。
【請求項７】  複数の光電変換画素と、
前記複数の光電変換画素の最大値信号を出力するための最大値出力手段と、
前記複数の光電変換画素の最小値信号を出力するための最小値出力手段と、
前記最大値出力手段又は前記最小値出力手段から前記複数の光電変換画素のそれぞれからの個別信号を順次出力するように切り替える駆動手段と、
を有することを特徴とする信号処理装置。
【請求項８】 請求項１乃至７の何れか１項に記載の信号処理装置と、
前記信号処理装置から出力された前記最大値信号と前記最小値信号の差分値が所定値以上になることを検知する比較手段と、
前記比較手段の出力に基づいて前記光電変換画素の光の蓄積時間を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
ここで最大値回路ＰＡ′と最小値回路ＢＡ′は図１１に示す回路となっている。最大値検出回路は出力段がｎｐｎトランジスタ最小値検出回路は、ｐｎｐトランジスタとなっている。ここで簡単に最大値出力原理と述べる。各最大値回路ＰＡ′の出力が結線され定電流源５６に接続されていると、最大値画素のｎｐｎトランジスタがオンする事により、他のＰＡ′のｎｐｎトランジスタはベースよりもエミッタ電位が高くなり、オフするといった原理である。これを図１２に示した。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１のように複数の光電変換画素と、前記複数の光電変換画素からの信号を受ける複数の電圧フォロア回路を有し、前記複数の光電変換画素のうちの最大値信号又は最小値信号と、前記複数の光電変換画素の各個別信号と、を前記電圧フォロア回路により出力線に出力する信号出力手段と、
前記個別信号の前記出力線への出力と前記最大値信号又は前記最小値信号の前記出力線への出力とを切り替える駆動手段と、
を有することを特徴とする信号処理装置を提供する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、請求項７のように、複数の光電変換画素と、
前記複数の光電変換画素の最大値信号を出力するための最大値出力手段と、
前記複数の光電変換画素の最小値信号を出力するための最小値出力手段と、
前記最大値出力手段又は前記最小値出力手段から前記複数の光電変換画素のそれぞれからの個別信号を順次出力するように切り替える駆動手段と、
を有することを特徴とする信号処理装置を提供する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
時刻Ｔ７から蓄積期間（ＡＧＣ期間）に入る。時刻Ｔ７において、φＰＥＡＫ、φＢＴＭをＨｉｇｈにすることにより、スイッチＭＯＳ１２、１３をＯＮにして、最大値、最小値を出力したい画素に接続されている差動増幅器１０、１２の出力を共通出力線２０に接続し、定電流回路１６、１７をアクティブにする。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
ここで、クランプ容量４に保持されている電圧は以下のように示される。
ＶＣＰ＝Ｖｄａｒｋ＋ＶＦＰＮ＋ＶＲＮ＋Ｖｏｆｆ  （１）
（Ｖｄａｒｋ＝画素暗時電圧、ＶＦＰＮ＝固定パターンノイズ電圧、ＶＲＮ＝ランダムノイズ電圧、Ｖｏｆｆ＝電圧フォロワ回路オフセット電圧）
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
この時の画素からの最大値又は最小値の出力は、
ＶＰＢ＋Ｖｄａｒｋ＋ＶＦＰＮ＋ＶＲＮ（２）
となる。ここでＶＰＢは最大値又は最小値電圧である。この電圧がスイッチＭＯＳ８を介してクランプ回路へ入力される。この時、先に蓄積されている電圧（１）との差分により、差動増幅器１０、１１からの出力は、
ＶＯＵＴ＝（２）−（１）＋Ｖｏｆｆ＝ＶＰＢ
となる。つまり、差動増幅器からは光電変換画素のノイズのみならず、差動増幅器のノイズ（オフセット成分）も除去された信号を得ることができる。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
この時、差動増幅器１０、１１それぞれの出力段の定電流ＭＯＳトランジスタ１８、１９はＶＣ２をＬＯＷ、ＶＲＥＦ２をＨｉｇｈにすることにより、ＯＦＦさせておく。蓄積期間が経ち、最大値−最小値がある値に達した時、ＡＧＣ動作が終了し、蓄積動作が終了する。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
時刻Ｔ９から映像信号読み出し期間に入る、時刻Ｔ９において、ＶＲＥＦ２を設定電位（所望の電流となる電位）にすることにより、差動増幅器１１の定電流ＭＯＳ１９をアクティブ状態にして、動作させる。時刻Ｔ１０において、走査回路１５を走査させ、φＨ１、φＨ２、φＨ３を順次出力させ、映像信号をシリアルに出力させる。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
本実施例において、差動増幅器１０、１１の各電圧フォロワの最終出力段はＭＯＳトランジスタによるソースフォロワ回路としたが、従来と同様のバイポーラトランジスタによるエミッタフォロワ回路としても同様の効果を得ることができる。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
２１は１光電変換画素を示すものであり、１は、光電変換を行うｐｎフォトダイオード、３０はｐｎフォトダイオードの信号電荷を転送するための転送ＭＯＳ、３２は転送された信号を増幅して出力する増幅ＭＯＳ、３１は転送された信号を所定のリセット電位にリセットするためのリセットＭＯＳ、３３は画素を選択するための選択ＭＯＳである。３７は定電流源であり、増幅ＭＯＳとソースフォロワを構成する。３５は垂直出力線、３６は１行ずつ順次画素を選択するための垂直走査回路、３８は水平出力線、３９は信号を順次水平出力線に転送する水平走査回路である。又、図１と同じ構成部材については同じ番号を付けてある。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
図９において、１０１は実施形態１〜５で説明した光電変換装置、１０２はＰＥＡＫ出力ＶＰＥＡＫとＢＴＭ出力ＶＢＴＭとの差分をとるための差動増幅器、１０３は差動増幅器１０２の出力と所定の基準レベルＶｒｅｆとを比較し、適正な蓄積レベルに達したことを判定するコンパレータ、１０９はＶｉｄｅｏラインより出力される最小値と最大値の信号をそれぞれ記憶する記憶回路、１１０は記録回路１０９の出力と映像出力Ｖｉｄｅｏの出力の差をとる差動増幅器、１０４はマイクロコンピュータである。マイクロコンピュータは、ＣＰＵコア１０４ａ、ＲＯＭ１０４ｂ、ＲＡＭ１０４ｃ、Ａ／Ｄ変換器１０４ｄから構成される。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
図９に示した撮像装置においては、まず、マイクロコンピュータ１０４がリセット信号φｒｅｓ，φｖｒｓを出力し蓄積を開始する。次にコンパレータ１０３の反転信号φｃｏｍｐをうけφｔが出力され蓄積を中止する。さらにφｈｒｓ及びφｃｋが出力され読み出しが行われる。このとき最小値の出力のタイミングで記憶回路１０９にマイクロコンピュータ１０４からサンプリング信号ＳＨが送られ最小値が記憶される。引き続き出力される光電変換素子アレイの出力は差動増幅器１１０により最小値との差をとった形でＡ／Ｄ変換される。このときＡ／Ｄ変換の参照電位Ｖｒｔは接地電位、ＶｒｈはＶｒｅｆと設定されているのでＡ／Ｄ変換は光電変換画素の出力のほぼ最大値と最小値の間で行われるが、このとき光電変換装置の出力の基準となる最小値が正確に読み出されているため、Ａ／Ｄ変換が正確に被写体のコントラスト部分について行われる。